Modellkompetenz im Biologieunterricht

- Entwicklung und Evaluation von offenen Aufgaben zur empirischen Überprüfung eines Kompetenzmodells -

 

Im Rahmen dieses Promotionsprojektes werden Aufgaben im offenen Antwortformat entwickelt und evaluiert (Grünkorn et al., angen.), um das Kompetenzmodell zur Modellkompetenz (Upmeier zu Belzen & Krüger, 2010) qualitativ und quantitativ zu überprüfen.

In einem ersten Schritt wurden 40 Aufgaben im offenen Antwortformat zu verschiedenen biologischen Inhalten entwickelt und in drei Voruntersuchungen (N1, 2, 3 = 1231; 7.-10. Jgst.; Realschule und Gymnasium) auf ihr Güte (u. a. Aufgabenverständnis) hin überprüft. Die Antworten der Lernenden wurden nach den Schritten der qualitativen Inhaltsanalyse (Mayring, 2007) mit Unterstützung der Software MAXQDA induktiv zu Kategorien zusammengefasst, um die inhaltliche Struktur des Kompetenzmodells differenziert zu beschreiben. 

In einer Hauptuntersuchung (N = 1180; 7.-10. Jgst.; Gymnasium) wird das entwickelte Kategoriensystem mit 15 evaluierten Aufgaben überprüft. Zudem soll untersucht werden, inwiefern die empirische Struktur der Daten mit der theoretischen Struktur des Kompetenzmodells übereinstimmt und inwiefern ein Zusammenhang mit anderen Konstrukten (u. a. Lesekompetenz, kognitive Grundfähigkeit) sowie mit anderen Aufgabenformaten (Multiple-Choice-Aufgaben von Eva Terzer HU; Forced-Choice-Aufgaben von Moritz Krell FU) besteht. Die Analysen umfassen konfirmatorische Faktorenanalysen mit Strukturgleichungsmodellen (Mplus: Muthén & Muthén, 2007), Rasch-Skalierungen (ConQuest: Wu et al., 1997) sowie Varianzanalysen (Bortz & Döring, 2006).

Mit Abschluss der Hauptuntersuchung stehen überprüfte Aufgaben im offenen Antwortformat bereit, die es erlauben, Schülerperspektiven zu Modellen zu erfassen. Des Weiteren steht ein Kategoriensystem zur Verfügung auf dessen Basis geschlossene Aufgabenformate konstruiert werden können.

 

Literatur

Bortz, J. & Döring, N. (2006). Forschungsmethoden und Evaluation für Human- und Sozialwissen-schaftler (4. Aufl.). Heidelberg: Springer.

Grünkorn, J., A. Upmeier zu Belzen & D. Krüger (angenommen). Design and test of open-ended tasks to evaluate a theoretical structure of model competence. In Yarden, A.: Proceedings ERIDOB Conference 2010. 12 pages

Mayring, P. (2007). Qualitative Inhaltsanalyse. Grundlagen und Technik (9. Aufl.). Weinheim: Beltz.

Muthén, L. K. & Muthén, B. O. (2007). Mplus User’s guide. Los Angeles: Muthén & Muthén.

Upmeier zu Belzen, A. & Krüger, D. (2010). Modellkompetenz im Biologieunterricht. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 16. 41-57.

Wu, M. L., Adams, R. J. & Wilson, M. R. (1997). ConQuest – Generalised item response modelling software. Australian Council for Educational Research, 2.

 

 

PhD Thesis Juliane Grünkorn

 

Model Competence in Biology Education

- Empirical Evaluation of a Competence Model Using Open-Ended Tasks

 

The aims of this research project are the design and testing of open-ended tasks (Grünkorn et al., in press) to evaluate the theoretical structure of model competence (Upmeier zu Belzen & Kürger, 2010) qualitatively and quantitatively.

For this purpose, 40 open-ended tasks were designed and tested in three studies (N1, 2, 3 = 1231; 7th-10th grade students; 12-17 years old; Realschule and Gymnasium) for understandability and adequate operationalization of the theoretical structure of model competence. The data were analyzed by qualitative content analysis according to Mayring (2007), computer-assisted with MAXQDA software: In an inductive approach, the student answers were summarized and categories were generated that describe different students’ conceptions of models and modeling. This categorization allows the description of each aspect in detail.

In a subsequent study (N = 1180; 7th-10th grade students; Gymnasium) with 15 selected open-ended tasks, the identified categories are evaluated. Furthermore, it is examined to what extent the students’ conceptions of models are consistent with the theoretical structure of model competence and to what extent there is a causal connection between model competence and other constructs such as cognitive skills and reading literacy. In addition to open-ended tasks, multiple-choice items (Eva Terzer; Hu Berlin) and forced-choice items (Moritz Krell; FU Berlin) will be used in this study allowing a comparison of the findings. The analyses include confirmatory factor analysis with structural equation models (Mplus: Muthén & Muthén, 2007), rasch-models (ConQuest: Wu et al., 1997) as well as variance analyses (Bortz & Döring, 2006).

This research project will provide evaluated open-ended tasks that permit determining different students’ conceptions of models and modeling and a system of categories that can serve as a basis for designing closed tasks.

 

 

References

Bortz, J. & Döring, N. (2006). Forschungsmethoden und Evaluation für Human- und Sozialwissen-schaftler (4. Aufl.). Heidelberg: Springer.

Grünkorn, J., A. Upmeier zu Belzen & D. Krüger (accepted). Design and test of open-ended tasks to evaluate a theoretical structure of model competence. In Yarden, A.:  Proceedings ERIDOB Conference 2010. 12 pages

Mayring, P. (2007). Qualitative Inhaltsanalyse. Grundlagen und Technik (9. Aufl.). Weinheim: Beltz.

Muthén, L. K. & Muthén, B. O. (2007). Mplus User’s guide. Los Angeles: Muthén & Muthén.

Upmeier zu Belzen, A. & Krüger, D. (2010). Modellkompetenz im Biologieunterricht. Zeitschrift für Didaktik der Naturwissenschaften, 16. 41-57.

Wu, M. L., Adams, R. J. & Wilson, M. R. (1997). ConQuest – Generalised item response modelling software. Australian Council for Educational Research, 2.